[自然科学]第7章 空间数据库系统设计3.ppt

第七章 空间数据库系统设计 五、空间数据库的功能设计 （一） 空间数据输入设计 （二） 空间数据检索设计 （三） 空间数据输出设计 （四） 空间数据更新设计 （五） 空间数据共享设计 （一）空间数据输入设计 1、确定输入内容 模块结构图---输入模块 2、确定输入设备和介质 3、确定输入格式 4、输入数据正确性检验设计 空间数据输入内容 图形数据：地图、遥感图象、实测数据等。 手扶跟踪数字化和扫描数字化（屏幕跟踪） 几何坐标（如COGO）和现有数据转换 属性数据：有关空间实体的属性信息。输入一般采用表格形式，以ID码实现与图形数据的连接。 空间数据输入设计原则 良好的交互性 确认输入、确认删除、确认取消等都为用户提供反馈信息和帮助信息 允许用户进行简单的数据编辑 提供恢复功能 允许恢复到错误输入前的正确状态 对于表格数据的输入，要提供缺省值、输入格式、有效性检验等功能，使用户快速而准确地输入数据 空间数据输入设计考虑因素 数据的组织和存放 设计并建立完整的符号库 点状符号、线状符号、面状符号和特殊符号 良好的输入界面和数据接口 数据组织存放目录结构示意图 （二）空间数据检索设计 目的：从空间数据库中快速高效地检索出所需要的数据 实质：按一定条件对空间实体的图形数据和属性数据进行查询检索，形成一个新的空间数据子集 方法：根据GIS应用的实际要求，用SQL语言、扩展SQL语言和具有检索功能的GIS命令（如Arc/Info中的#Merge、#Overlay、#select、#Polygon、#Assess等）来实现 最常见空间数据检索是基于拓扑关系（包括邻接、关联、包含等）的空间检索 GIS中数据检索类型及其特点 基于拓扑关系的空间检索 面-面关系检索。相邻、包含、相交以及方向距离关系 线-线关系检索。邻接、相交、平行、重叠以及方向距离关系 点-点关系检索。点与点之间距离、方向以及重叠关系 线-面关系检索。线与面之间距离、方向、相交及重叠关系 点-线关系检索。点与线之间距离、方向、相交及重叠关系 点-面关系检索。点与面之间距离、方向及包含等关系 边缘匹配检索。多幅地图的数据文件之间进行检索时，需要应用边缘匹配处理技术，建立跨越图幅边界的多边形，提取与查询相关联的图幅数据，然后将这些数据自动地组织到连续的窗口范围内 。 图库必须建立在统一坐标体系、统一坐标原点、统一投影类型下，每个图幅至少要有四个控制点，并建立空间索引。 空间查询：方式、内容与结果 几何查询：点 几何查询：面 几何查询：线 属性查询：属性对应的空间位置分布 属性查询：SQL查询 （三）空间数据输出设计 （1）确定输出内容 1、根据模块结构图中的输出模块 2、参考同行业用户相应系统的输出 3、与用户（特别是实际业务人员）讨论 （2）确定输出设备与介质 （3）输出格式设计 必须考虑到用户的要求和习惯，尽量与现行系统的表格形式相一致。 空间数据输出设计原则 应从美学原则出发，布局图中各个内容的位置，调配大小和色彩，设计优美的地图整饰等 空间数据的输出应带有很大的灵活性，允许用户对输出内容进行动态组合 为常用的输出格式设计模板以方便用户 输出数据的表达形式尽可能多样化，如采用多媒体技术等 （四）空间数据更新设计 数据更新成为制约GIS发展的瓶颈 空间数据包括几何数据、属性数据和拓扑数据三种，根据空间数据发生变化的数据类型，可以将空间数据的变更分为三种类型: 数据更新模型 连续快照模型：用一系列状态所对应的地图来反映地理现象的时空演化过程。 底图修改模型：首先确定数据的初始状态，然后仅记录时间片段后发生变化的区域，通过叠加操作来建立现时的状态数据。 时空合成模型：将每一次独立的叠加操作转换为一次性的合成叠加。这样，变化的积累形成最小变化单元，由这些变化单元构成的图形文件和记录变化历史的属性文件相联系。 （五）空间数据共享设计 空间数据共享是GIS界一直关心的问题，尚未完全解决。 影响空间数据共享的有技术因素，也有非技术因素。 非技术因素涉及到政策与社会问题，根据谁投资谁受益的原则，可以考虑让空间数据商品化来解决该问题。 技术因素，即数据的规范化与标准化。 空间数据共享途径 数据转换：是主要的共享途径，在不同的系统之间通过数据转换（导入/导出）来达到空间数据共享。 基于元数据的空间数据网络查询和应用：指在网络环境下通过元数据的支持对空间数据的查询、下载和应用。 GIS互操作：以消息机制为基础实现空间数据共享。 数据交换 六、空间数据采集建库